糖尿病:基因治疗能否使血糖水平正常化?

研究人员可能刚刚找到了一种在1型糖尿病小鼠模型中恢复正常血糖水平的方法,这可能被证明是未来1型或2型糖尿病患者有希望的解决方案。

糖尿病:基因治疗能否使血糖水平正常化?

研究人员开发了一种基因疗法,通过将胰腺中的α细胞重新编程为产生胰岛素的β细胞,从而恢复糖尿病患者的正常血糖水平。宾夕法尼亚匹兹堡大学医学院外科和儿科教授乔治·吉特斯博士和他的团队领导了这项研究。他们的发现发表在《细胞干细胞》杂志上。

1型糖尿病是一种慢性自身免疫性疾病,在美国影响着大约125万儿童和成人。

通常破坏细菌和外来物质的免疫系统错误地攻击胰腺中产生胰岛素的β细胞,从而导致高血糖水平。

随着时间的推移,1型糖尿病会对主要器官产生显著影响,并导致心脏和血管疾病、神经、肾脏、眼睛和脚的损伤、皮肤和口腔状况以及怀孕期间的并发症。

1型糖尿病领域的研究人员旨在开发一种治疗方法,保护和恢复β细胞的功能,进而补充胰岛素,负责将血糖转移到细胞中获取能量。

这种解决方案的一个障碍是,β细胞替代疗法产生的新细胞也可能被免疫系统破坏。

为了克服这一障碍,研究小组假设其他类似的细胞可以被重新编程,以类似于β细胞的方式工作并产生胰岛素,但是这些细胞差异很大,不会被免疫系统识别和破坏。

α细胞被重新编程为β细胞

该团队设计了一种腺相关病毒(AAV)载体,将两种蛋白质——Pdx 1和玛法——输送到小鼠胰腺。Pdx1和玛法支持β细胞的增殖、功能和成熟,它们最终可以将α细胞转化为产生胰岛素的β细胞。

α细胞是重新编程的理想候选细胞。它们数量丰富,类似于β细胞,位于胰腺中,这都有助于重编程过程。

对转化的α细胞的分析表明,细胞几乎完全重编程为β细胞。

Gittes博士和他的团队证明,在糖尿病小鼠模型中,通过基因治疗,血糖水平恢复了约4个月。研究人员还发现,Pdx1和玛法在体外将人类α细胞转化为β细胞。

“病毒基因疗法似乎创造了这些新的胰岛素产生细胞,这些细胞对自身免疫攻击具有相对抗性,”吉特斯博士解释说。“这种耐药性似乎是由于这些新细胞与正常胰岛素细胞略有不同,但没有不同到功能不佳的程度。”

糖尿病基因治疗的未来

AAV病毒载体目前正在人类基因治疗试验中进行研究,最终可以通过非外科内窥镜手术输送到胰腺。然而,研究人员警告说,在小鼠中观察到的保护不是永久性的,在小鼠模型中恢复葡萄糖水平的4个月“可能相当于人类的几年”。

“这项研究基本上是第一次描述了一种临床上可翻译的、简单的对自身免疫性糖尿病的单一干预,这种干预导致血糖正常,”吉特斯博士说,“重要的是没有免疫抑制。”

“鉴于糖尿病逆转的令人印象深刻的性质,以及在患者中进行AAV基因治疗的可行性,在可预见的未来对1型和2型糖尿病进行临床试验是非常现实的。”

乔治·吉特斯博士

科学家们正在非人灵长类动物中测试基因疗法。如果成功,他们将开始与食品和药物管理局(FDA)合作,批准用于糖尿病患者。


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